I. Một số công thức cần nhớ
Gọi số Nucleotit từng loại của ARN là rA, rU, rX, rG thì:
- Theo nguyên tắc bổ sung có:
rA = Tmạch gốc. →% rA = % Tmạch gốc
rU = Amạch gốc → . % rU = % Amạch gốc.
rX = Gmạch gốc→ % rX = % Gmạch gốc
rG = Xmạch gốc → % rG = % Xmạch gốc
Vì: Amạch gốc + Tmạch gốc = Agen = Tgen
rA + rU = Agen = Tgen
rG + rX = Ggen = Tgen
rN = rA + rU+ rG+ rX= $\frac{N}{2}$
- Chiều dài phân tử ARN:
$L_{ARN}=\frac{N}{2}.3,4$
- Tính số bộ ba mã hóa trên phân tử ARN:
+ Số bộ ba = $\frac{rN}{3}=\frac{N}{2.3}$
+ Số bộ ba mã hóa aa= $\frac{rN}{3}-1$ ( bộ ba kết thúc không mã hóa axit amin)
+ Số aa có trong chuỗi polipeptit trưởng thành= $\frac{rN}{3}-2$ ( khi kết thúc quá trình dịch mã aa mở đầu bị cắt bỏ khỏi chuỗi vừa được tổng hợp)
II. Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Một phân tử mARN có 720 đơn phân, trong đó tỷ lệ A:U:G:X = 1:3:2:4. Số nuclêôtit loại G của mARN này là
A. 72. B. 432. C. 144. D. 288.
Lời giải:
Đáp án C
Theo đề bài ra ta có $\frac{A}{1}=\frac{U}{2}=\frac{G}{3}=\frac{X}{4}=\frac{720}{10}=72$
Ví dụ 2: : Một phân tử mARN có chiều dài 2142 A0 và tỷ lệ A : U : G : X = 1:2:2:4. Sử dụng phân tử mARN này làm khuôn để phiên mã ngược tổng hợp nên phân tử ADN mạch kép. Nếu phân tử ADN được tổng hợp có chiều dài bằng chiều dài bằng phân tử ARN này thì số nucleotit mỗi loại của ADN là:
A. A = 140, T = 70, G = 280, X = 140. B. A = T = 420, G = X = 210.
C. A = 70, T = 140, G = 140, X = 280. D. A = T = 210, G = X = 420.
Lời giải:
Đáp án D
- Tổng số nucleotit của mARN là = $\frac{2142}{3,4}=630$
- Theo bài ra ta có $\frac{A}{1}=\frac{U}{2}=\frac{G}{3}=\frac{X}{4}=\frac{630}{9}=70$
- Số nucleotit mỗi loại của mARN là: A = 70; U = G = 70 × 2 =140; X = 70 × 4 = 280.
- Số nucleotit mỗi loại của ADN được phiên mã ngược từ mARN này là: A = T = $A_{ARN}+U_{ARN}$ = 70 + 140 = 210.
G = X = $G_{ARN}+X_{ARN}$ = 140 + 280 = 420.
Ví dụ 3: Từ 4 loại nucleotit A, U, G, X sẽ có tối đa bao nhiêu kiểu tổ hợp các bộ ba mà mỗi bộ ba chỉ có một nucleotit loại G và 2 loại nucleotit khác?
A. 27. B. 18. C. 37. D. 6.
Lời giải:
Mỗi bộ ba chỉ có một nucleotit loại G và 2 loại nucleotit khác gồm các trường hợp:
- Bộ ba chứa G, A, U có số bộ ba là 3! = 3 × 2 × 1 = 6 bộ ba. (gồm có GAU, GUA, AUG, AGU, UAG, UGA)
- Bộ ba chứa G, U, X có số bộ ba là 3! = 3 × 2 × 1 = 6 bộ ba. (gồm có GXU, GUX, XUG, XGU, UXG, UGX)
- Bộ ba chứa G, A, X có số bộ ba là 3! = 3 × 2 × 1 = 6 bộ ba. (gồm có GXA, GAX, XAG, XGA, AXG, AGX)
- Vậy có tổng số bộ ba là 6 + 6 + 6 = 18 bộ ba → Đáp án B đúng.
Ví dụ 4: Trong bảng mã di truyền, người ta thấy rằng có 4 loại mã di truyền cùng quy định tổng hợp axit amin prôlin là 5'XXU3'; 5'XXA3'; 5'XXX3'; 5'XXG3'. Từ thông tin này cho thấy việc thay đổi nuclêôtit nào trên mỗi bộ ba thường không làm thay đổi cấu trúc của axit amin tương ứng trên chuỗi pôlipeptit.
A. Thay đổi vị trí của tất cả các nuclêôtit trên một bộ ba.
B. Thay đổi nuclêôtit đầu tiên trong mỗi bộ ba.
C. Thay đổi nuclêôtit thứ 3 trong mỗi bộ ba.
D. Thay đổi nuclêôtit thứ hai trong mỗi bộ ba.
Lời giải:
Đáp án C
- Một trong những đặc điểm của mã di truyền là tính thoái hóa nghĩa là một axit amin có nhiều bộ ba mã hóa (trừ methionin và tryptophan chỉ do 1 bộ ba mã hóa). có 4 loại mã di truyền cùng quy định tổng hợp axit amin prôlin là 5'XXU3'; 5'XXA3'; 5'XXX3'; 5'XXG3'. 4 bộ ba trên được gọi là bộ ba đồng nghĩa tức là cùng mã hóa một axit amin, các bộ ba này thường có 2 base đầu tiên giống nhau nhưng khác nhau ở base thứ ba. Trên thực tế U và X luôn tương đương nhau ở vị trí thứ ba, còn A và G tương đương nhau trong 14 trên 16 trường hợp. Do đó thường thay đổi nuclêôtit thứ 3 trong các bộ ba sẽ không làm thay đổi cấu trúc của axit amin tương ứng trên chuỗi pôlipeptit. Đáp án C.
III. Bài tập tự luyện có giải chi tiết
Câu 1: Một phân tử mARN có chiều dài 5100 A0, trong đó tỷ lệ A:U:G:X = 1:3:2:4. Số nuclêôtit loại A của mARN này là
A. 300. B. 150. C. 450. D. 750.
Câu 2: Một phân tử mARN có tỷ lệ A:U:G:X = 1:2:3:4, trong đó số nuclêôtit loại G của mARN này là 390. Chiều dài của phân tử mARN này là
A. 3060A0. B. 4420A0. C. 2210A0. D. 3600A0.
Câu 3: Từ 4 loại nucleotit A, U, G, X sẽ có tối đa bao nhiêu kiểu tổ hợp các bộ ba mà mỗi bộ ba chỉ có một nucleotit loại G và 2 loại nucleotit khác?
A. 27. B. 18. C. 37. D. 6.
Câu 4: Một phân tử mARN có chiều dài 2142 A0 và tỷ lệ A : U : G : X = 1:2:2:4. Sử dụng phân tử mARN này làm khuôn để phiên mã ngược tổng hợp nên phân tử ADN mạch kép. Nếu phân tử ADN được tổng hợp có chiều dài bằng chiều dài bằng phân tử ARN này thì số nucleotit mỗi loại của ADN là
A. A = 140, T = 70, G = 280, X = 140. B. A = T = 420, G = X = 210.
C. A = 70, T = 140, G = 140, X = 280. D. A = T = 210, G = X = 420.
Câu 5: Phân tích vật chất di truyền của một chủng gây bệnh cúm ở gà thì thấy rằng vật chất di truyền của nó là một phân tử axit nuclêic được cấu tạo bởi 4 loại đơn phân với tỷ lệ mỗi loại là 23%A, 26%U, 25%G, 26%X. Loại vật chất di truyền của chủng gây bệnh này là
A. ADN mạch kép. B. ADN mạch đơn.
C. ARN mạch kép. D. ARN mạch đơn.
Câu 6 : Vật chất di truyền của một chủng virut là một phân tử axit nucclêic được cấu tạo từ 4 loại nuclêôtit A, U, G, X; trong đó A = U = G = 24%. Vật chất di truyền của chủng virut này là
A. ADN mạch kép. B. ARN mạch kép.
C. ARN mạch đơn. D. ADN mạch đơn.
Câu 7: Chỉ có 3 loại nuclêôtit A, T, G người ta đã tổng hợp nên một phân tử ADN nhân tạo, sau đó sử dụng phân tử ADN này làm khuôn để tổng hợp một phân tử mARN. Phân tử mARN này có tối đa bao nhiêu loại mã di truyền?
A. 8 loại. B. 9 loại. C. 27 loại. D. 3 loại.
Câu 8: Từ 4 loại nucleotit A, U, G, X sẽ có tối đa bao nhiêu kiểu tổ hợp các bộ ba mà mỗi bộ ba có 2 nucleotit loại G và 1 loại nucleotit khác?
A. 3. B. 8. C. 9. D. 6.
Câu 9. Hãy chọn phát biểu đúng.
A. Một mã di truyền có thể mã hoá cho một hoặc một số axít amin.
B. Đơn phân cấu trúc của ARN gồm 4 loại nuclêôtít là A, T, G, X.
C. Ở sinh vật nhân chuẩn, axít amin mở đầu cho chuỗi pôlipeptit là mêtiônin.
D. Phân tử mARN và rARN đều có cấu trúc mạch kép.
Câu 10. Tính thoái hoá của mã di truyền là hiện tượng:
A. một bộ ba mang thông tin quy định cấu trúc của một loại aa.
B. một bộ ba mang thông tin quy định cấu trúc của nhiều loại aa.
C. nhiều bộ ba khác nhau cùng mang thông tin quy định một loại aa.
D. quá trình tiến hoá làm giảm dần số mã di truyền của các loài sinh vật.
Câu 11: Chuyển gen tổng hợp Insulin của người vào vi khuẩn, tế bào vi khuẩn tổng hợp được prôtêin Insulin là vì mã di truyền có
A. tính thoái hoá. B. tính phổ biến.
C. tính đặc hiệu. D. bộ ba kết thúc.
Câu 12: Tính thoái hóa của mã di truyền là hiện tượng nhiều bộ ba khác nhau cùng mã hóa cho một loại axit amin. Những mã di truyền nào sau đây có tính thoái hóa?
A. 5’AUG3’, 5’UGG3’. B. 5’XAG3’, 5’AUG3’.
C. 5’UUU3’, 5’AUG3’. D. 5’AAX3’, 5’AXG3’.
Câu 13: Khi nói về đặc điểm của mã di truyền, kết luận nào sau đây không đúng?
A. Mã di truyền được đọc từ một điểm xác định, theo từng bộ ba theo chiều từ 3’ đến 5’ trên mARN.
B. Mã di truyền có tính phổ biến, tức là tất cả các loài đều có chung một bộ mã di truyền, trừ một vài ngoại lệ.
C. Mã di truyền có tính thoái hoá, tức là nhiều bộ ba khác nhau cùng xác định một loại axit amin, trừ AUG và UGG.
D. Mã di truyền có tính đặc hiệu, tức là một bộ ba chỉ mã hoá cho một loại axit amin.
Câu 14: Chỉ có 3 loại nuclêôtit A, U, G người ta đã tổng hợp nên một phân tử mARN nhân tạo. Phân tử mARN này có tối đa bao nhiêu loại mã di truyền có khả năng mang thông tin mã hóa axit min?
A. 27 loại. B. 8 loại. C. 9 loại. D. 24 loại.
Câu 15: Chỉ có 3 loại nuclêôtit A, U, G người ta đã tổng hợp nên một phân tử mARN nhân tạo. Phân tử mARN này có tối đa bao nhiêu loại mã di truyền?
A. 3 loại. B. 8 loại. C. 9 loại. D. 27 loại.
Câu 16: Một phân tử mARN có 1200 đơn phân và tỷ lệ A: U: G: X = 1: 3: 2: 4. Số nuclêôtit loại G của mARN này là
A. 120. B. 600. C. 240. D. 480.
Câu 17: Nếu một mARN được cấu tạo từ 4 loại nucleotit là A, U, G, X thì tối đa có bao nhiêu loại bộ ba chứa ít nhất 1 A
A. 18. B. 55. C. 28. D. 37.
Câu 18: Từ 4 loại nucleotit A, U, G, X sẽ có tối đa bao nhiêu kiểu tổ hợp các bộ ba mà mỗi bộ ba chỉ có 1 nucleotit loại G, 1 nucleotit loại U và 1 loại nucleotit khác?
A. 27. B. 12. C. 18. D. 6.
Câu 19: Trong tự nhiên, có bao nhiêu loại mã di truyền mà trong mỗi bộ ba có ít nhất 2 nucleotit loại G?
A. 10. B. 18. C. 9. D. 37.
Câu 20: Trong tự nhiên, có bao nhiêu loại mã di truyền không chứa nucleotit loại X?
A. 37. B. 18. C. 9. D. 27.
Câu 21: Tính thoái hóa của mã di truyền là hiện tượng nhiều bộ ba khác nhau cùng mã hóa cho một loại axit amin. Những mã di truyền nào sau đây có tính thoái hóa?
A. 5’AUG3’, 5’UGG3’. B. 5’XAG3’, 5’AUG3’.
C. 5’UUU3’, 5’AUG3’. D. 5’AAX3’, 5’AXG3’.
Câu 22. Khi nói về đặc điểm của mã di truyền, kết luận nào sau đây đúng?
A. Mã di truyền được đọc từ một điểm xác định, theo từng bộ ba theo chiều từ 3’ đến 5’ trên mARN.
B. Mã di truyền có tính phổ biến, tức là nhiều bộ ba khác nhau cùng mã hoá cho một axit amin, trừ bộ ba AUG và UGG.
C. Mã di truyền có tính thoái hoá, tức là cứ 3 nucleotit đứng kế tiếp nhau quy định 1 axit amin, trừ bộ ba kết thúc.
D. Mã di truyền có tính đặc hiệu, tức là một bộ ba chỉ mã hoá cho một loại axit amin.
Hướng dẫn giải:
Câu 1: Đáp án B
Câu 2: Đáp án B
Câu 3: Đáp án B
Câu 4: Đáp án D
Câu 5: Đáp án D
- Axit nuclêic có 2 loại là ADN và ARN. Phân tử axit nuclêic này được cấu tạo bởi 4 loại đơn phân là A, U, G, X chứng tỏ nó là ARN chứ không phải là ADN.
- Ở phân tử ARN này, số lượng nuclêôtit loại A không bằng số lượng nuclêôtit loại U và số lượng nuclêôtit loại G không bằng số lượng nuclêôtit loại X chứng tỏ phân tử ARN này có cấu trúc mạch đơn.
Câu 6: Đáp án C
Vật chất di truyền của chủng virut này được cấu tạo bởi 4 loại đơn phân A, U, G, X chứng tỏ nó là phân tử ARN.
Vì A = U = G = 24% cho nên X = 100% - (A+T+G) = 100% - 72% = 28%.
Ở phân tử ADN này có G = 24% và X = 28% chứng tỏ nó không được cấu tạo theo nguyên tắc bổ sung. Chỉ khi phân tử có cấu trúc mạch đơn mới có tỷ lệ % của G ≠ X (ở phân tử cấu trúc mạch kép, 2 mạch liên kết theo nguyên tắc bổ sung nên A = U và G = X).
Vậy đáp án C đúng.
Câu 7. Đáp án A
- Phân tử ADN được cấu tạo theo nguyên tắc bổ sung trong đó A liên kết với T, G liên kết với X và ngược lại. Vậy phân tử ADN nhân tạo trên chỉ có 2 loại nuclêôtit là A và T → phân tử mARN do ADN này tổng hợp chỉ có 2 loại nuclêôtit là A và U.
- Mã di truyền là mã bộ ba cho nên với 4 loại đơn phân A, U, G, X thì trong tự nhiên sẽ có số loại bộ ba là 43 = 64.
- Ở bài toán này, trên phân tử mARN chỉ có 2 loại nuclêôtit nên tối đa sẽ có số loại bộ ba là 2.2.2 = 8.
Câu 8. Đáp án C
Mỗi bộ ba chỉ có 2 nucleotit loại G và 1 loại nucleotit khác gồm các trường hợp:
- Bộ ba chứa G, G, A có 3 bộ ba. (gồm có GGA, GAG, AGG )
- Bộ ba chứa G, G, U có 3 bộ ba. (gồm có GGU, GUG, UGG)
- Bộ ba chứa G, G, X có 3 bộ ba. (gồm có GGX, GXG, XGG)
- Vậy có tổng số bộ ba là 3 + 3 + 3 = 9 bộ ba
Câu 9. Đáp án C
Trong 4 phát biểu nói trên thì chỉ có ý C đúng, các ý còn lại đều sai ở chổ.
- Ở ý A phải sửa lại thành: Mã di truyền có tính đặc hiệu cho nên mỗi mã di truyền chỉ mã hóa cho một axit amin.
- Ở ý B phải sửa thành: Đơn phân cấu trúc của mARN gồm có 4 loại A, U, G, X chứ không phải là A, T, G, X.
- Ở ý D phải sửa lại thành: Các loại phân tử ARN (mARN, tARN, rARN) đều có cấu trúc một mạch đơn. Chỉ có một số phân tử ARN ở một số virut mới có cấu trúc mạch kép.
Câu 10. Đáp án C
Có 61 mã di truyền mang thông tin mã hóa cho 20 loại axit amin cho nên có hiện tượng một axit amin được mã hóa bỡi nhiều mã di truyền. Hiện tượng nhiều bộ ba khác nhau cùng mã hóa cho 1 axit amin được gọi là tính thoái hóa của mã di truyền.
Câu 11. Đáp án B
- Trình tự đặc hiệu của các axit amin trên phân tử prôtêin được mã hóa bằng trình tự các nuclêôtit trên phân tử ADN. Cứ 3 nuclêôtit đứng kế tiếp nhau trên mARN tạo thành 1 bộ ba mã hóa (gọi là mã di truyền), có tất cả 4 loại base khác nhau sẽ tạo nên 64 tổ hợp bộ ba khác nhau. Mã di truyền có các đặc điểm:
- Mã di truyền là mã bộ ba, mã di truyền được đọc từ một điểm xác định và liên tục từng bộ ba nuclêôtit (không chồng gối lên nhau).
- Mã di truyền có tính đặc hiệu tức là một bộ ba chỉ mã hóa cho một loại axit amin.
- Mã di truyền có thoái hóa nghĩa là có nhiều bộ ba khác nhau có thể cùng mã hóa cho một axit amin (trừ methionin và tryptophan chỉ do một bộ ba mã hóa).
- Mã di truyền có tính phổ biến tức toàn bộ thế giới sinh vật có chung bộ mã di truyền, trừ một số ngoại lệ. Điều này lý giải vì sao khi chuyển gen tổng hợp Insulin của người vào vi khuẩn thì ADN của người có thể dung hợp vào ADN của vi khuẩn nên tế bào vi khuẩn tổng hợp được prôtêin Insulin.
Câu 12. Đáp án D
- Từ 4 loại nuclêôtit khác nhau đã tạo ra 64 bộ ba khác nhau, trong 64 bộ ba nói trên thì có 3 bộ ba kết thúc không mã hóa aa là UAA, UAG, UGA. Có 2 bộ ba chỉ mã hóa cho một loại aa duy nhất là AUG mã hóa cho aa metionin và UGG mã hóa cho aa Tryptophan, còn 59 bộ ba còn lại mã hóa cho hơn 18 aa còn lại. Như vậy trong 4 đáp án nêu trên thì có 3 đáp án sai là A, B và C vì aa metionin chỉ do duy nhất bộ ba AUG mã hóa chứ không có thêm bộ ba nào khác. Vậy đáp án đúng là đáp án D.
Câu 13: Đáp án A
- Trong các đáp án nêu trên thì đáp án A có nội dung không đúng : vì mã di truyền được đọc theo chiều từ 5’ đến 3’ chứ không phải là từ 3’ đến 5’. Các đáp án còn lại đều là đặc điểm của mã di truyền.
Câu 14: Đáp án D
Từ 3 loại nuclêôtit A, U, G có thể tổng hợp được 33 = 27 loại mã di truyền khác nhau. Tuy nhiên trong 27 loại mã di truyền này có 3 bộ ba là UAA, UAG và UGA làm nhiệm vụ kết thúc phiên mã chứ không mã hóa aa cho nên số loại mã di truyền có khả năng mang thông tin mã hóa aa là 27 – 3 = 24. Đáp án D.
Câu 15. Đáp án D
- Mã di truyền là mã bộ ba cho nên với 4 loại đơn phân A, U, G, X thì trong tự nhiên sẽ có số loại bộ ba là 43 = 64.
- Ở bài toán này, trên phân tử mARN chỉ có 3 loại nuclêôtit nên tối đa sẽ có số loại bộ ba là 33 = 27.
Câu 16: Đáp án C
- Tỷ lệ A: U: G: X = 1: 3: 2: 4 → Trong phân tử mARN này, số nuclêôtit loại G chiếm tỷ lệ $\frac{2}{1+2+3+4}= \frac{2}{10}$=20%
- Phân tử mARN này có tổng số 1200 đơn phân, vậy số nuclêôtit loại G của phân tử mARN này là G = 20% × 1200 = 240.
Câu 17. Đáp án D
- Mã di truyền không chứa A sẽ được cấu tạo từ 3 loại nucleotit là U, G, X.
- Với 3 loại nuclêôtit U, X, G sẽ có tối đa số loại mã di truyền là 33 = 27.
- Trong tự nhiên có 64 mã di truyền, như vậy số mã di truyền chứa ít nhất một A sẽ là 64 – 27 = 37
Câu 18. Đáp án B
Mỗi bộ ba chỉ có một 1 nucleotit loại G, 1 nucleotit loại U và 1 nucleotit loại khác gồm các trường hợp:
- Bộ ba chứa G, A, U có số bộ ba là 3! = 3 × 2 × 1 = 6 bộ ba. (gồm có GAU, GUA, AUG, AGU, UAG, UGA)
- Bộ ba chứa G, U, X có số bộ ba là 3! = 3 × 2 × 1 = 6 bộ ba. (gồm có GXU, GUX, XUG, XGU, UXG, UGX)
- Vậy có tổng số bộ ba là 6 + 6 = 12 bộ ba
Câu 19. Đáp án A
Mỗi bộ ba có ít nhất 2 nucleotit loại G và 1 nucleotit loại khác gồm các trường hợp:
- Bộ ba chứa G, G, A có 3 bộ ba. (gồm có GAG, GGA, AGG, )
- Bộ ba chứa G, G, U có 3 bộ ba. (gồm có GUG, GGU, UGG, )
- Bộ ba chứa G, G, X có 3 bộ ba. (gồm có GXG, GGX, XGG, )
- Bộ ba chứa G, G, G có 1 bộ ba là GGG
- Vậy có tổng số bộ ba là 3 + 3 + 3 + 1 = 10 bộ ba
Câu 20. Đáp án A
- Mã di truyền không chứa nuclêôtit loại X tức là mã di truyền có các loại nuclêôtit loại A, U, G.
- Với 3 loại nuclêôtit A, U, G sẽ có tối đa số loại mã di truyền là 33 = 27.
- Trong tự nhiên có 64 mã di truyền, như vậy số mã di truyền không chứa X sẽ là 64 – 27 = 37
Câu 21. Đáp án D
Trong 64 bộ ba mã di truyền thì chỉ có 2 bộ ba là bộ ba 5’AUG3’ quy định axit amin Met và bộ ba 5’UGG3’ quy định axit amin Lig là những bộ ba không có tính thoái hoá. Vì vậy ở các đáp án A, B, C đều có bộ ba 5’AUG3’ nên không có tính thoái hóa
Câu 22. Đáp án D
Đáp án D đúng, A, B, C sai vì:
- Mã di truyền được đọc từ một điểm xác định theo từng bộ ba theo chiều 5’3’ trên phân tử mARN.
- Mã di truyền có tính phổ biến tức là tất cả các loài đều có chung một bộ mã di truyền trừ một vài ngoại lệ
- Mã di truyền có tính thoái hóa nghĩa là có nhiều bộ ba khác nhau cùng mã hóa cho 1 aa trừ AUG và UGG.
